热电偶测温的误差

  仪器网 ·  2012-07-14 23:39  ·  21907 次点击
1.E-t关系误差
所谓温度t和热电势E关系误差,也就是技术条件中所指的对分度表误差。常用热电偶对分度表误差见表2-9,这一误差按误差分类应称为偏差。这一偏差,对一般工业使用是允许的,但在进行准确度较高的测试和控制时,这一偏差就不能满足要求了。这时,可以用校验的方法来测定出热电偶与仪表的偏差,并加以修正,但是校验后的热电偶仅修正了对分度表的偏差.还带有“土”一级标准的传递误差和其他误差。
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2.参考端温度误差
热电偶的热电势大小与热电极材料和两接点的温度有关,在热电偶进行分度时都是以参考端为0℃作为条件的。所以,在使用时也必须满足这一条件。如果参考端的温度不是℃就会带来测量误差。
当参考端不为零时的误差,用公式表示,即
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一般使用热电偶来测温时,要使参考端恒定在0℃是比较麻烦的,一般也只有在实验室作精密测温时才有必要。在通常的工业测量中,参考端温度大都处在室温或波动的温区,此时,要测出实际温度就必须计算出这项误差,并对其进行修正或补偿等。
3.补偿导线误差
补偿导线误差一般包括两种:一种是由于补偿导线的热电特性与所配用的热电偶不一致而造成的,在实际的工作温度范围内,这一允许误差见表2-6,如果温度大大超出工作温度范围,其误差也将大大超出表2-6的范围;另一项误差是由补偿导线与热电偶参考端的两接点温度不一致所造成的,这项误差应尽量避免。
4.仪器仪表误差
对于一般工业生产用电子电位差计和动圈仪表的仪表误差可按下式计算,即
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5.误差
当仪表的刻度间隔很窄,一般每小格相当于1-201C,读数时对指针位置的判断不准确也会引起误差,即视差。这项误差一般为最小刻度的1/5~1/2。
6.干扰误差
由于屏蔽和绝缘不良而引人的干扰电压经过热电偶的连接导线进人仪表,使仪表产生几度、几十度的误差,甚至无法测量。
7.传热误差
用温度计来测量被测对象的温度,是基于将温度计(热电偶)与被测对象放在一起时,热量将由高温物体传给低温物体,此时两个物体的温度也随之发生相应的变化,待它们之间的热最交换达到动平衡时,则该两物体就具有相同的温度。由此可见,只要温度计(热电偶)与被测对象之间的热交换达到动平衡时,就可以用温度计(热电偶测量端)的温度来表示被测温度。如将热电偶插人管道以后(图2-20),由于气流加热,测足端温度不断上升,待热电偶与气流之间的热量交换达到动平衡时,它们便具有相同的温度。这时就完全可以用热电偶所指示的测量端温度来表示被测气流的温度。
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但是,热电偶除了与被测气流进行热交换外,它还要与周围环境进行交换.测量端向环境散失的热量Q导是由气流加热得到的热量来补偿的,也就是说,测量端与环境的传热使测量端与气流间的热交换处于不平衡状态,因此,它们之间的温度也就不可能具有同样的数值。测量端与环境间的传热愈强,测量端温度Tj偏离气流温度Tg就愈大。在这种情况下,如果以热电偶的指示温度来表示气流温度,势必产生(Tg-Tj)的误差,此误差通常被称为传热误差。
克服传热误差达到所需的测温准确度,基本上有两种方法:一种是确定传热误差的大小,予以修正;另一种是将传热误差减小到允许的范围,认为热电偶的示值Tj即是Tg,
8.动态响应误差
由于热电偶本身具有热惰性,因此当将其与被测对象放在一起时,不能立即指示被测对象的温度.仍以图2-20管道测量为例,将热电偶插人管道后,由于热电偶要逐步吸收热量,使其本身的温度T;逐步上升,一直到测量端吸收的热金达到动平衡时,它才具有了稳定的示值,如果没有传热误差,此时Tj=Tg,
对于从热电偶插人后到其示值达到稳定前的整个过渡过程中,热电偶的示值Tj与Tg(不考虑其他误差)之间存在着偏差,这一偏差是由热电偶的热惰性产生的,这一偏差称为动态响应误差,用am表示。
对于被测温度随时间变化的稳态测量,只要热电偶插人后经过足够的时间,待其示值稳定后再进行读数,便可避免动态响应误差。
对于被测温度是在变化时,要准确地测出温度变化过程就不那么容易了。如图2-21所示,管道中的温度瓦作正弦变化,相应的热电偶示值Tj的变化就如虚线所示.可见Tj不仅在时间上滞后于Tg,而且数值上也相互不一致。对于这种情况,显然要等待足够长时间来避免动态响应误差是不现实的。对于这项误差同样也是采取修正的办法或者是将其减小到允许的范围。
来源:《现代工程检测及仪表》,转载请注明出处-仪器交易(www.cncal.com)

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